Mittelsenkrechte und Lot

Perpendicular bisector and perpendicular

Mathematik Klasse 7 18 Aufgaben
GeometrieKonstruierenMittelsenkrechte

Mit Zirkel und Lineal entsteht die Mittelsenkrechte von AB aus zwei Kreisbögen mit demselben Radius um A und B (Radius grĂ¶ĂŸer als die halbe Strecke); die Gerade durch die beiden Schnittpunkte ist die Achse. Das Lot fĂ€llt man von einem Punkt außerhalb der Geraden, indem man einen Kreis um P zeichnet und die Mittelsenkrechte der herausgeschnittenen Strecke bildet; im Punkt auf der Geraden errichtet man es genauso. RĂ€umt aus: verschiedene Radien, zu kleine Radien und „Lot durch Augenmaß“. Die Konstruktionen folgen aus dem gleichen Abstand der Achsenpunkte; sie bereiten die Winkelhalbierende, die Ortslinien und die Dreieckskonstruktionen vor.

Die Mittelsenkrechte

Konstruieren heißt: nur mit Zirkel und Lineal zeichnen, so wie es schon Euklid um 300 v. Chr. in seinen „Elementen“ tat. Die Mittelsenkrechte der Strecke AB entsteht in vier Schritten:

  1. Stelle den Zirkel auf einen Radius r, der grĂ¶ĂŸer als die halbe Strecke AB ist. Er bleibt fĂŒr beide Bögen gleich.
  2. Zeichne einen Kreisbogen um A.
  3. Zeichne mit demselben r einen Kreisbogen um B. Beide schneiden sich in S₁ und S₂.
  4. Zeichne die Gerade durch S₁ und S₂.

Warum stimmt das? S₁ und S₂ sind von A und B je r entfernt, also gleich weit. Solche Punkte liegen auf der Mittelsenkrechten. Ist r kleiner als die halbe Strecke, treffen sich die Bögen gar nicht.

Gehe mit dem Regler die Schritte durch und beobachte, wann die Mittelsenkrechte entsteht.

Das Lot fÀllen

Ein Lot auf eine Gerade g steht senkrecht auf g. Liegt der Punkt P nicht auf g, fÀllst du das Lot so: Zeichne einen Kreis um P, der g in zwei Punkten A und B schneidet, und konstruiere dann die Mittelsenkrechte von AB. Sie geht durch P, denn P ist von A und B gleich weit entfernt.

Der Schnittpunkt F mit g heißt Fußpunkt. Die LĂ€nge PF ist der Abstand von P zu g. Denn von allen Strecken, die P mit einem Punkt von g verbinden, ist das Lot die kĂŒrzeste. Deshalb misst man den Abstand eines Punktes zu einer Geraden immer entlang des Lots und nie schrĂ€g.

Gehe die Schritte durch. Welche Strecke ist am Ende der Abstand von P zu g?

Das Lot errichten

Liegt P schon auf g, errichtest du das Lot in P: Ein Kreis um P mit beliebigem Radius schneidet g in A und B, und P ist die Mitte von AB, denn PA = PB. Die Mittelsenkrechte von AB steht senkrecht auf g und geht durch P. Die Bögen um A und B brauchen wieder einen Radius, der grĂ¶ĂŸer ist als die halbe Strecke AB, sonst treffen sie sich nicht.

Der Trick ist beide Male derselbe: Ein Lot ist die Mittelsenkrechte einer Strecke, die man sich zuerst mit einem Kreis erzeugt. Wer die Mittelsenkrechte beherrscht, beherrscht damit auch beide Lote.

Gehe die Schritte durch und vergleiche mit dem Lot fÀllen.
Leicht
Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Du konstruierst die Mittelsenkrechte von AB und hast den Kreisbogen um A gezeichnet. Was zeichnest du als NĂ€chstes?

  • ● Einen Kreisbogen um B mit demselben Radius
  • ○ Einen Kreisbogen um B mit einem anderen Radius
  • ○ Einen Kreisbogen um A mit einem kleineren Radius
Nur mit demselben Radius sind die Schnittpunkte der Bögen von A und B gleich weit entfernt. Ein zweiter Bogen um A oder ein anderer Radius liefert keine Punkte der Mittelsenkrechten.
Im Bild tippen #2 15s ▶ Testen

Tippe auf die Mittelsenkrechte von AB.

✓ Antwort: S1S2
Die Mittelsenkrechte ist die Gerade durch die beiden Schnittpunkte der Kreisbögen. AB ist die gegebene Strecke, AS₁ nur ein Radius des Bogens um A.
Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

Die Strecke AB ist 6 cm lang. Welchen Radius wĂ€hlst du fĂŒr die Kreisbögen um A und um B?

  • ● 4 cm
  • ○ 3 cm
  • ○ 2,5 cm
Der Radius muss grĂ¶ĂŸer sein als die halbe Strecke, also grĂ¶ĂŸer als 3 cm. Bei 3 cm berĂŒhren sich die Bögen nur in der Mitte von AB, bei 2,5 cm treffen sie sich gar nicht.
Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

FĂŒr den Bogen um B darf man einen grĂ¶ĂŸeren Radius nehmen als fĂŒr den Bogen um A; die Schnittpunkte liegen trotzdem auf der Mittelsenkrechten von AB.

✓ Falsch
Nur bei gleichem Radius sind die Schnittpunkte von A und B gleich weit entfernt. Mit verschiedenen Radien liegt der Schnittpunkt nÀher an A oder B und damit neben der Mittelsenkrechten.
Multiple Choice #5 20s ▶ Testen

Der Punkt P liegt nicht auf der Geraden g. Womit beginnst du, um das Lot von P auf g zu fÀllen?

  • ● Kreisbogen um P, der g in zwei Punkten schneidet
  • ○ Kreisbogen um P, der g nicht trifft
  • ○ Mittelsenkrechte der Strecke von P zu einem Punkt von g
Der Kreis um P liefert zwei Punkte A und B auf g, die von P gleich weit entfernt sind; die Mittelsenkrechte von AB geht dann durch P und steht senkrecht auf g. Ein Bogen, der g nicht trifft, liefert keine Punkte auf g.
Im Bild tippen #6 15s ▶ Testen

Tippe auf das Lot von P auf g.

✓ Antwort: PF
Das Lot steht senkrecht auf g. PF trifft g im rechten Winkel; PA und PB sind schrÀge Verbindungen und lÀnger als das Lot.
Wahr / Falsch #7 15s ▶ Testen

Das Lot von P auf g ist die kĂŒrzeste Verbindung von P zu einem Punkt der Geraden g.

✓ Wahr
Jede schrÀge Strecke von P zu g ist lÀnger als das Lot. Deshalb ist der Abstand von P zu g die LÀnge des Lots.
Multiple Choice #8 25s ▶ Testen

Die Gerade g und ein Punkt P auf g sind gegeben. Wie heißt die Konstruktion der senkrechten Geraden durch P?

  • ● Lot errichten
  • ○ Lot fĂ€llen
  • ○ Parallele zu g durch P konstruieren
Liegt P auf g, wird das Lot in P errichtet. „FĂ€llen“ heißt es, wenn P außerhalb von g liegt. Eine Parallele zu g durch P steht nicht senkrecht auf g.
Wahr / Falsch #9 15s ▶ Testen

Beim Errichten des Lots in P schneidet ein Kreis um P die Gerade g in A und B. Dann ist P die Mitte der Strecke AB.

✓ Wahr
A und B haben von P denselben Abstand (den Radius) und liegen auf verschiedenen Seiten von P auf g – also ist P die Mitte von AB.
Mittel
Zahleneingabe #1 25s ▶ Testen

Die Mittelsenkrechte von AB (AB = 7 cm) schneidet AB im Punkt M. Wie lang ist AM (in cm)?

✓ Antwort: 3.5
Die Mittelsenkrechte geht durch die Mitte von AB: AM = 7 cm : 2 = 3,5 cm.
Zahleneingabe #2 25s ▶ Testen

Die Strecke AB ist 11 cm lang. Der Radius der Bögen muss grĂ¶ĂŸer sein als wie viele cm?

✓ Antwort: 5.5
Der Radius muss grĂ¶ĂŸer als die halbe Strecke sein: 11 cm : 2 = 5,5 cm.
Zahleneingabe #3 25s ▶ Testen

Das Lot von P auf g hat den Fußpunkt F, und PF ist 3,2 cm lang. Welchen Abstand hat P von g (in cm)?

✓ Antwort: 3.2
Der Abstand eines Punktes zu einer Geraden ist die LĂ€nge des Lots: 3,2 cm.
Zahleneingabe #4 25s ▶ Testen

Wie viele Kreise oder Kreisbögen zeichnest du mindestens, um das Lot in einem Punkt P von g zu errichten?

✓ Antwort: 3
Ein Kreis um P (liefert A und B) und je ein Bogen um A und um B (liefern S₁ und S₂): zusammen 3.
Schwer
Zahleneingabe #1 25s ▶ Testen

Der Punkt S liegt auf der Mittelsenkrechten von AB. Es ist SA = 6,5 cm. Wie lang ist SB (in cm)?

✓ Antwort: 6.5
Jeder Punkt der Mittelsenkrechten ist von A und B gleich weit entfernt, also SB = SA = 6,5 cm.
Zahleneingabe #2 30s ▶ Testen

Die Strecke AB ist 9,4 cm lang. Welchen kleinsten ganzzahligen Radius (in cm) kannst du fĂŒr die Kreisbögen wĂ€hlen?

✓ Antwort: 5
Die halbe Strecke ist 4,7 cm, der Radius muss grĂ¶ĂŸer sein. Der kleinste ganzzahlige Wert darĂŒber ist 5 cm (4 cm wĂ€re zu klein).
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

P hat von der Geraden g den Abstand 4 cm. Q wandert auf g entlang. Welche LĂ€nge hat die kĂŒrzeste Strecke PQ (in cm)?

✓ Antwort: 4
Die kĂŒrzeste Verbindung von P zu g ist das Lot, seine LĂ€nge ist der Abstand: 4 cm. Jedes andere Q liefert eine lĂ€ngere Strecke.
Zahleneingabe #4 25s ▶ Testen

Ein Kreis um P (P liegt auf g) schneidet g in A und B, es ist AB = 9 cm. Wie groß ist der Radius des Kreises (in cm)?

✓ Antwort: 4.5
P ist die Mitte von AB, und AB ist ein Durchmesser: r = 9 cm : 2 = 4,5 cm.
KI-bewertete Rechnung #5 240s ▶ Testen

Zeichne eine Strecke AB mit AB = 7 cm und konstruiere mit Zirkel und Lineal ihre Mittelsenkrechte. Notiere den gewĂ€hlten Radius und begrĂŒnde in einem Satz, warum er grĂ¶ĂŸer als 3,5 cm sein muss. Miss zur Kontrolle AM und den Winkel zwischen Mittelsenkrechte und AB. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Strecke AB = 7 cm, Kreisbogen um A und um B mit demselben Radius r > 3,5 cm (z. B. r = 5 cm), Schnittpunkte S₁, S₂, Gerade S₁S₂. Der Radius muss grĂ¶ĂŸer als die halbe Strecke (3,5 cm) sein, sonst schneiden sich die Bögen nicht. Kontrolle: AM = 3,5 cm und der Winkel zwischen der Mittelsenkrechten und AB betrĂ€gt 90°.
Die Konstruktion liefert Punkte, die von A und B gleich weit entfernt sind; ihre Verbindungsgerade ist die Mittelsenkrechte. AM = 3,5 cm und der rechte Winkel bestÀtigen es.